8.Фотодиодтардың жұмыс істеу принципі, негізгі параметрлері мен сипаттамалары және қолдану аумағын келтіріңіз.

1 сурет Фотодиодтың ВАС-ы

     Фотодиод. Кері тогы р-п  өтпесінің жарықталынуына  байланысты  өзгеріп отыратын  шала  өткізгішті  диодты  фотодиод деп атайды. Фотодиодтар  екі түрлі жұмыс әлпінде пайдаланылады: сыртқы  қорек көзінсіз фотогенератор ретінде  және сыртқы қорек көзімен фототүрлендіргіш ретінде.

     Фотодиод, қарапайым диод секілді, бір р-п  өтпесінен  тұрады. Бірақ түйістің  ауданы басқа  диодтарға  қарағанда  әлдеқайда үлкен болады,  өйткені  сәуле осы ауданға  перпендикуляр  түсуі керек (5-сурет). р-п  өтпесіне түскен  сәуле фотондары  қоздыратын валенттік электрондар өткізгіштік  аймаққа  өтеді. Осының  салдарынан  екі шала өткізгіште  де заряд  тасушы  қос бөлшектердің (электрондар  мен  кемтіктердің) саны көбейеді.

          Түйістік  потенциалдар  айырымының  әсерінен  п- типті шала өткізгіштегі негізгі  емес заряд тасымалдаушылар –  кемтіктер р-типті  шала өткізгішке өтеді де, ал мұндағы негізгі емес заряд тасымалдаушылар – электрондар  п- типті  шала өткізгішке  өтеді. Сөйтіп, п-типті  шала өткізгіште  артық электрондар, ал р-типті  шала өткізгіште  артық кемтіктер  пайда болады.  Бұл  фотодиодтың қысқыштарында потенциалдар айырымын, яғни фотоэлектрлік  ЭҚК-ті тудырады. Фотоэлектрлік  ЭҚК-тің мәні  көптеген фотодиодтарға 0,5...0,9  В шамасында болады және сәуле ағымынан тәуелді, бірақ  сәуле  ағыны белгілі бір шамаға жеткенде р-п өтпесі заряд тасымалдаушыларға  қанығады да, фотоэлектрлік  ЭҚК одан әрі өспейді. Фотодиодтың  фототүрлендіргіштік күйіндегі  жарықтық  сипаттамасы  фототоқ пен жарық ағынының  арасындағы  тікелей  сызықты тәуелділікті  көрсетеді

          Фотогенератор  әлпінде  істейтін фотодиодтар күн  сәулелерінің энергиясын электр  энергиясына  түрлендіретін  қорек көздері  ретінде  пайдаланылады. Оларды  күн сәулелік  элементтер  деп  атап, олардан күн сәулелік  батарея  құрайды.  Бірақ мұндай  күн  сәулелік  элементтердің  пайдалы  әсер коэффициенті  өте төмен  - 20 %  шамасында  ғана болады.

     Егер  фотодиодты  кернеу  көзіне қосып  және жарықтандырса, онда тура кернеу  берілгенде  оның вольт-амперлік  сипаттамасының (5.1-сурет)  АВ бөлігінің генератор әлпіне сәйкес келетінін, ал кері кернеу берілгенде  оның тогының жарықтандырылмаған фотодиодқа қарағанда едәуір  өсетінін  көруге болады.